Abstract

A hemispherical open resonator with a rectangular waveguide section mounted at the center of the open resonator plane mirror is considered. A theoretical analysis has been made to find out that the excitation efficiency of the waveguide wave TE 10 excited by the open resonator oscillation TEM 0 0 q can reach 90 % for some certain cross-sectional dimensions of the waveguide. To this end, a hemispherical open resonator with a superdimensional rectangular waveguide section was experimentally studied in the 4 mm wave region. The cross-sectional dimensions were chosen under the condition of obtaining maximum excitation efficiency of the fundamental waveguide wave. The study shows that the excitation of the fundamental mode alone holds in this resonant system across the whole tuning range. Comparison of reflection coefficients of a waveguide-loaded resonator either with or without a reflecting diffraction grating at the waveguide section bottom indicates that both of the electrodynamic systems have nearly equal losses. Key words: excitation efficiency, open resonator, overmoded rectangular waveguide, diffraction grating Manuscript submitted 29.04.2014 Radio phys. radio astron. 2014, 19(3): 249-257 REFERENCES 1. MIROSHNICHENKO, V. S., SENKEVICH, E. B., PIVOVAROVA, A. G., and YUDINTSEV, D. V., 2010. Excitation of oscillations in a generator of diffraction radiation with multistage space interaction. Izv. vuzov . Radiofizika. vol. 53, no. 3, pp. 200–209 (in Russian). 2. RUSIN, F. S. and BOGOMOLOV, G. D., 1968. Orotron as millimeter-wave generator. 3. SHESTOPALOV, V. P. (ed.), VERTII, A. A., and ERMAK, G. P., 1991. Diffraction radiation oscillators . Kyiv: Naukova Dumka Publ. (in Russian). 4. MYASIN, E. A., EVDOKIMOV, V. V., and IL'IN A. Yu., 2011. Orotron with double periodic structure range 140 ... 300 GHz. Radiotekhnika i Elektronika , vol. 56, no. 4, pp. 454–467 (in Russian). 5. MIROSHNICHENKO, V. S., DUDKA, V. G., YUDINTSEV, D. V., 2010. Shaping of Extended Fields in the Open Resonator with Trapezoidal Mirrors. Radiophysics and Electronics , vol. 15, no. 2. pp. 16–21 (in Russian). 6. SHESTOPALOV, V. P., 1976. Diffraction electronics . Kharkov: Kharkiv University Publishers. 7.KUZ'MICHEV, I. K. and HLOPOV, G. I. 1989. Consistent stimulation Quasi-optical Open Resonator. In: Quasi-optical equipment in the millimeter and submillimeter waves . Kharkiv, Ukraine: IRENASU Publ. pp. 149–156 (in Russian). 8. BURSHTEIN, E. L., 1958. On the power received by the antenna in the fall at her non-planar wave. Radiotekhnika I Elektronika , vol. 3, no. 2, pp. 186–189 (in Russian). 9. KAY, A. F., 1960.Near-field gain of aperture antennas. IEE Trans. Antennas Propag. vol. 8, no. 6, pp. 586–593. DOI: https://doi.org/10.1109/TAP.1960.1144905 10. KUZMICHEV, I. K., 2009. Exitation efficiency of quasioptical resonancesystems. Telecommunications and Radio Engineering. vol. 68, no. 1, pp. 49–63. DOI:10.1615/TelecomRadEng.v68.i1.30 11. KUHN, R., 1967. Microwave antenna. Leningrad. USSR: Sudostroenie Publ. (in Russian). 12. SUHU, R. F., 1963. Non confocal multi-wave resonators for quantum-mechanical oscillator. Proc. IEEE , vol. 51, no.1, pp. 106–111 (in Russian). 13. SHESTOPALOV, V. P., 1985. Physical basis for millimeter- and submillimeter-wave equipmen . Vol. 2 (Sources. Element base. Radio Systems), Kyiv: Naukova dumka Publ. (in Russian). 14. FRAIT, Z. and PATTON, C. E., 1980. Simple analytic method formicrowave cavity Q determination. Rev. Sci. Instrum . vol. 51, no. 8, pp. 1092–1094. DOI: https://doi.org/10.1063/1.1136368 15. VALITOV, R. A. (ed.), DYUBKO, S. P., and KAMYSHAN, V. V., 1969. Technique submillimeter waves . Moskow: Sov. radio Publ. (in Russian). 16. ANDROSOV, V. P. and KUZ'MICHEV, I. K., 1987. The influence of internal irregularities open cavity to communicate with its oscillation waveguide lines . Kharkiv, Ukraine: IRENASU Publ. (in Russian). 17. TARASOV, L, V., 1981. The physics of the processes in generators of coherent optical radiation . Moskow: Rasio i Svyaz' Publ. (in Russian).

Highlights

  • При разработке генераторов дифракционного излучения (ГДИ) в коротковолновой части миллиметрового диапазона длин волн возникает проблема, связанная с формированием протяженных высокочастотных полей на дифракционной решетке, расположенной на одном из зеркал открытого резонатора (ОР)

  • В работе [5] для формирования протяженных полей на дифракционной решетке ГДИ предложено использовать трапецеидальные зеркала, которые представляют собой плоские отражатели с линейными скосами

  • Comparison of reflection coefficients of a waveguide-loaded resonator either with or without a reflecting diffraction grating at the waveguide section bottom indicates that both of the electrodynamic systems have nearly equal losses

Read more

Summary

ÎÒÊÐÛÒÛÉ ÐÅÇÎÍÀÒÎÐ Ñ ÎÒÐÅÇÊÎÌ ÏÐßÌÎÓÃÎËÜÍÎÃÎ ÂÎËÍÎÂÎÄÀ

Рассмотрен полусферический открытый резонатор с отрезком прямоугольного волновода, расположенным в центре плоского зеркала. 5. Зависимости коэффициента отражения Г р от расстояния между зеркалами L R для основного колебания в полусферическом ОР (кривая 1) и резонаторе с отрезком сверхразмерного волновода при наличии дифракционной решетки (кривая 2). Что в случае пустого резонатора при перемещении поршня от поверхности плоского зеркала вглубь волновода на расстояние вплоть до четырех волноводных полуволн (m = 4) имеет место резкое увеличение потерь (рост коэффициента отражения от резонатора), которое, по-видимому, связано с преобразованием гауссова пучка в волноводную волну. А поскольку поперечные размеры волновода однозначно связаны с рабочей длиной волны λ, радиусом кривизны сферического зеркала R и расстоянием между отражателями L, можно подобрать такие значения a и b, при которых будет обеспечена эффективная работа ГДИ в коротковолновой части миллиметрового диапазона длин волн

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВІДКРИТИЙ РЕЗОНАТОР З ВІДРІЗКОМ ПРЯМОКУТНОГО ХВИЛЕВОДУ
AN OPEN RESONATOR LOADED WITH A RECTANGULAR WAVEGUIDE SECTION
Full Text
Paper version not known

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call

Disclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.